Bases moleculares do RNA à proteína.

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1 Genética 1 × Allana Garcia × Medicina UEPA 
DNA 
Ácido desoxirribonucleico. Consiste em duas longas 
cadeiras dispostas em dupla hélice, sendo 
composto por 4 tipos de monômeros chamados 
nucleotídeos, que são estruturalmente formados 
por uma pentose (açúcar desoxirribose), um grupo 
fosfato e uma base nitrogenada (adenina, guanina, 
citosina e timina). 
A quantidade de bases nitrogenadas obedece à 
Regra de Chargaff, de modo que bases 
complementares sempre estarão em mesma 
quantidade. Assim, sempre haverá no DNA a mesma 
porcentagem de adenina e de timina, assim como 
sempre haverá a mesma porcentagem de guanina 
e citosina. 
Esses nucleotídeos se organizam obedecendo ao 
modelo de Watson Crick, de modo que o grupo 
fosfato e a pentose ficam na região externa da 
dupla hélice (formando o “corrimão”), e são ligados 
entre si por ligações fosfodiéster e as bases ficam 
voltadas para o meio, sendo ligadas entre si por 
pontes de hidrogênio, de modo que uma purina (A 
ou G) se liga a uma pirimidina (T ou C). 
São criados sulcos/depressões na molécula do 
DNA, utilizados na adesão de proteínas. 
As fitas de DNA ou RNA têm direcionalidade, ou 
seja, as duas extremidades de uma fita de DNA ou 
de RNA são diferentes entre si. 
Na extremidade 5' da cadeia, o grupo fosfato do 
primeiro nucleotídeo está livre. O grupo fosfato é 
ligado ao carbono 5' do anel de açúcar, por isto 
chama-se de extremidade 5'. Na outra extremidade, 
chamada de extremidade 3', a hidroxila do último 
nucleotídeo adicionado à cadeia fica exposta. O 
grupo hidroxila é ligado ao carbono 3' do anel de 
açúcar, por isto chama-se de extremidade 3'. 
 
RNA 
Ácido ribonucleico. É um polímero linear que 
consiste em uma fita simples, sendo composto por 
4 tipos de nucleotídeos estruturalmente formados 
por uma pentose (ribose), um grupo fosfato e uma 
base nitrogenada (adenina, guanina, citosina e 
uracila*). 
Toda molécula de RNA é proveniente do DNA, sendo 
formada como fita complementar a uma fita do DNA 
pelo processo da transcrição. 
Funções: levar a informação genética até o local da 
síntese proteica; catalisar a formação de cadeias 
polipeptídicas (ribozimas são os RNAs com 
propriedades catalíticas). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Genética 1: Bases moleculares (do DNA à proteína) 
Allana Karine Gatinho Garcia × Medicina UEPA × Módulo 2 
 Uracila 
A uracila, na verdade, é a timina sem o grupo 
metil do 5º carbono da cadeia; sua presença no 
DNA tornaria a molécula instável e passiva de 
problemas no processo de correção de erros, 
uma vez que a desaminação da citosina produz 
uracila; desse modo, se houvesse uracila 
naturalmente no DNA, não seria possível 
distinguir se esta seria a base correta ou uma 
citosina danificada. Como a timina substitui a 
uracila no DNA, a uracila é reconhecida como 
uma base danificada e é substituída por 
citosina. 
 2 Genética 1 × Allana Garcia × Medicina UEPA 
As cadeias de RNA podem se enovelar sob diversas 
formas, sendo as principais: 
RNAm (RNA mensageiro): filamento simples, 
proveniente da transcrição, que leva a informação 
sobre o tipo de proteína a ser formada. Através da 
sequência de suas bases, determina a posição dos 
aminoácidos nas proteínas, de acordo com o código 
genético. É proveniente do núcleo, mas encontra-se 
em maior quantidade no citoplasma. 
RNAt (RNA transportador): assume uma 
conformação semelhante a um trevo de quatro 
folhas, e transporta os aminoácidos até o 
ribossomo, tendo função crucial no mecanismo de 
tradução. As suas quatro extremidades são a 
aceptora, que se liga ao aminoácido; o anticódon, 
que corresponde ao aminoácido e se liga ao códon 
do RNAm; o braço D, que contém diidrouridinas; e o 
braço T, com o trinucleotídeo. 
RNAr (RNA ribossômico): faz parte da composição 
dos ribossomos, nos quais o RNAm é traduzido em 
proteínas. É sintetizado no nucléolo. 
 
Cromossomo e cromatina 
Um cromossomo é uma longa cadeia de DNA 
associada a proteínas histonas e proteínas não 
histonas; é constituído pelo centrômero, pelos 
braços e pelos telômeros (extremos). 
Na composição da cadeia de DNA existem as 
origens de replicação, que são locais específicos do 
DNA nos quais o processo de replicação é iniciado, 
contendo um complexo de reconhecimento da 
origem (ou ORC, a sigla em inglês). 
Esses cromossomos são presentes apenas em 
momentos de divisão celular, uma vez que durante 
a interfase (fase metabólica) o material genético se 
encontra sob a forma de cromatina. 
A cromatina é classificada em heterocromatina 
(mais condensada, do tipo constitutiva, que é 
sempre condensada, e do tipo facultativa, que pode 
se descondensar e transformar em eucromatina) e 
em eucromatina (menos compactada, com DNA 
ativo, pronto para sintetizar moléculas de RNA). Em 
micrografias eletrônicas é possível perceber a 
heterocromatina como uma região mais escura do 
núcleo, mais próxima da carioteca. A condensina é 
a proteína responsável por fazer a cromatina se 
enrolar diversas vezes, a fim de caber no núcleo. 
 
Cariótipo 
Conjunto de cromossomos de determinada 
espécie, havendo uma quantidade e uma 
morfologia características. 
Para a formação do cariótipo, são utilizadas células 
somáticas e elas são estimuladas a entrar em 
mitose; essa divisão celular é interrompida na 
metáfase, etapa em que os cromossomos atingem 
sua condensação máxima e alinham-se no centro 
da célula. 
 3 Genética 1 × Allana Garcia × Medicina UEPA 
Organiza-se o cariótipo ordenando os pares de 
cromossomos que possuem o mesmo tamanho e a 
mesma posição dos centrômeros. Seres humanos 
possuem 23 pares de cromossomos, totalizando 46 
cromossomos, sendo um par alossômico, 
responsável por características sexuais, e 22 pares 
autossômicos. 
A cariotipagem permite analisar os cariótipos de 
indivíduos e perceber algumas alterações 
genéticas, como as estruturais e numéricas. 
A fim de possibilitar uma melhor visualização dos 
cromossomos, são utilizadas técnicas de 
bandeamento cromossômico, que podem se dar de 
diversas maneiras, submetendo os cromossomos a 
substâncias específicas que ajudam a detectar 
cromossomopatias. É através do bandeamento que 
podemos ver aquelas imagens em que os 
cromossomos parecem “fatiados”, com cada gene 
bem delimitado por faixas claras e escuras. São 
usadas substâncias como a quinacrina mostarda, 
no caso de Bandeamento Q, Giemsa, no caso de 
bandeamento G ou R, entre outras. 
 
Gene 
Unidade do cromossomo; um gene é um segmento 
do DNA que é traduzido em um produto funcional 
(proteína ou RNA), carregando informações sobre 
uma característica hereditária particular. O 
conjunto de todos os genes, incluindo íntrons 
(região não codificadora do gene, removida do 
RNAm por splicing) e exons, (sequência 
codificadora de aminoácidos) é chamado de 
genoma, que contém toda a informação hereditária 
de um organismo. 
Genótipo 
Refere-se ao total de informação genética de um 
indivíduo, ou seja, a todos os genes que ele possui, 
os quais são herdados. É conhecido por meio da 
inferência (visualização do fenótipo, análise de 
familiares) ou pelo sequenciamento do genoma. 
 
Fenótipo 
Relacionado à expressão das características do 
indivíduo, sendo resultado da interação entre a 
constituição gênica com o ambiente. Geralmente é 
possível de observar diretamente, ou através de 
exames complementares. 
 
Código genético 
Refere-se às regras que determinam a equivalência 
entre trincas de nucleotídeos (códons) no DNA ou 
no RNA e aminoácidos na proteína. 
Diz-se que é degenerado/redundante, pois códons 
diferentes codificam o mesmo aminoácido (ex. AUU, 
AUC e AUA codificam a Isoleucina), universal*, pois 
todos os organismos obedecem às mesmas regras 
de equivalência, e específico, pois um códon 
sempre codifica o mesmo aminoácido. 
* A universalidade não se refere ao DNA 
mitocondrial, que codifica proteínas diferentes 
do esperado pelos códons da tabela. 
 4 Genética 1 × Allana Garcia × Medicina UEPA 
Replicação do DNA 
A duplicação doDNA ocorre durante a fase S da 
divisão celular e produz duas duplas hélices 
completas a partir de uma molécula de DNA 
original. Diz-se que essa duplicação é 
semiconservativa, uma vez que a nova molécula de 
DNA possui uma fita antiga, proveniente da 
molécula mãe, e uma fita nova, recém sintetizada. 
Ocorre nas seguintes etapas: 
1. Início nas Origens de Replicação, região do DNA 
que será aberta e possui um complexo de 
reconhecimento da origem (ou ORC, a sigla em 
inglês), nos quais se unem proteínas como a CDC6, 
que formam o complexo replicativo e permitem o 
início da replicação do DNA. Uma vez que a 
replicação ocorre, as proteínas ligadas ao ORC são 
fosforiladas e dissociadas do complexo, impedindo 
a rerreplicação a partir da mesma origem num 
mesmo ciclo celular; 
2. As origens de replicação estão presentes em 
diversos pontos do DNA, então surgem as 
chamadas bolhas de replicação, cujo tamanho 
aumenta conforme a fita vai sendo duplicada; 
3. A enzima topoisomerase ou DNA-girase faz com 
que o DNA perca a conformação helicoidal e torne-
se plano. Ela também diminui a tensão entre as 
fitas, quebrando ligações muito “apertadas”. 
4. A enzima helicase é responsável por separar a 
dupla hélice do DNA, quebrando as ligações de 
hidrogênio que unem as fitas e expondo as bases 
nitrogenadas à ação da DNA-polimerase, formando 
uma forquilha de replicação; 
5. A DNA-polimerase é a enzima responsável por 
sintetizar a nova fita a partir da fita molde, 
utilizando uma primer (pequeno fragmento de 
RNA), sintetizado pela enzima primase, para dar 
início ao processo. 
 
 
6. A DNA-polimerase sempre adiciona as novas 
bases da extremidade 5’ para a extremidade 3’. Uma 
das cadeias é feita de modo contínuo, a chamada 
cadeia líder, que cresce sem problemas pois 
obedece a regra de extremidade 5’ para 
extremidade 3’. 
7. Entretanto, a forquilha de replicação também 
comporta uma cadeia que corre na direção 
contrária, indo da extremidade 3’ para a 5’, de modo 
que a DNA-polimerase não consegue sintetizar a 
nova fita continuamente. 
8. Então, a DNA-polimerase adiciona novos 
fragmentos da fita nova de modo descontínuo, 
acabando um e voltando a um pedaço da fita molde 
anterior ao que foi formado, dando origem aos 
fragmentos de Okazaki, que se ligam entre si à 
medida que são formados. 
9. Os primers de RNA utilizados nesse processo são 
removidos ao fim da duplicação por meio da ação 
da enzima exonuclease. Os espaços onde havia 
primers são preenchidos por DNA pela DNA-
polimerase. 
10. Por fim, a enzima DNA-ligase conecta a fita 
recém-sintetizada à fita molde, criando a nova 
cadeia de DNA. 
 
[animação em vídeo para melhor entendimento] 
 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=X6TfDHCd1zg&ab_channel=BioSapientia
 5 Genética 1 × Allana Garcia × Medicina UEPA 
Transcrição 
É a primeira etapa da expressão gênica. É realizada 
por enzimas chamadas RNA polimerases, que 
funcionam de modo parecido com a DNA-
polimerase e catalisam a formação de ligações 
fosfodiéster que unem os nucleotídeos e formam a 
cadeia de RNA. Possui três estágios: 
1. Iniciação: a RNA polimerase inicia o processo de 
formação do RNA mensageiro quando se une (por 
meio de fatores de transcrição) a uma região de 
DNA chamada de promotor, encontrada próxima ao 
início de um gene. Cada gene tem seu próprio 
promotor. Quando o contato da RNA-polimerase 
com o promotor é efetivado, ela abre a dupla hélice 
(utilizando energia proveniente da redução do ATP 
em ADP), separando as fitas e expondo os 
nucleotídeos do DNA, provendo o molde de um só 
filamento necessário para fazer a síntese do RNA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Alongamento: a RNA-polimerase constrói uma 
molécula de RNA a partir da “leitura” da fita molde, 
utilizando nucleotídeos complementares e 
formando uma cadeia que vai crescendo da 
extremidade 5’ para a extremidade 3’. O RNAm 
carrega a mesma informação que o codificador (fita 
molde de DNA). 
3. Término: a síntese é finalizada quando a RNA-
polimerase encontra no DNA uma região chamada 
terminador ou finalizador, que sinaliza que o 
transcrito está completo. Depois disso, o RNAm 
recém sintetizado e a fita molde são liberados. 
 
Nos eucariotos, esse processo forma o chamado 
transcrito primário. Esse RNAm precisa passar por 
um processamento extra, ainda no núcleo, antes de 
ir para o citoplasma e direcionar a tradução. 
› Capeamento: adição de um nucleotídeo atípico 
que dá origem à extremidade 5’; 
› Poliadenilação: adição de uma cauda poli A à 
outra ponta, fornecendo a extremidade 3’; 
› Splicing, no qual os íntrons são removidos e os 
exons remanescentes são unidos novamente. Os 
íntrons possuem uma sinalização de remoção por 
meio de enzimas chamadas “pequenas partículas 
de ribonucleoproteína nuclear” (snurps). 
 
Tradução 
A tradução envolve "decodificar" um RNA 
mensageiro (RNAm) e usar sua informação para 
produzir um polipeptídio ou cadeia de 
aminoácidos; essa decodificação ocorre no 
citoplasma e obedece às regras do código genético. 
Ocorre em etapas: 
1. O RNA transportador capta aminoácidos do 
citoplasma; a enzima aminoacil-RNAt sintetase 
catalisa a ligação desse aminoácido ao braço 
aceptor do RNAt. 
 Fatores de transcrição 
A RNA-polimerase não se liga diretamente ao 
promotor; na verdade, elas se ligam a pontos de 
apoio no DNA chamados de fatores de 
transcrição, que são proteínas acessórias que se 
associam aos promotores. Após essa associação, 
o gene se curva, e a RNA-polimerase é capaz de 
encontrar o ponto de início da transcrição. 
Muitos promotores possuem uma sequência não 
codificante chamada TATA box, rica em timina e 
adenina, na qual se ligam as Proteínas de 
Ligação TATA (TBP – TATA binding protein), 
componente do Fator de Transcrição II D (TFIID). 
Posteriormente, outros fatores se juntam ao 
complexo. Quando a transcrição inicia, os fatores 
são liberados. 
 6 Genética 1 × Allana Garcia × Medicina UEPA 
2. Forma-se o complexo de iniciação, composto 
pela união do RNAm ao ribossomo e ao primeiro 
RNAt (transporta a metionina, o primeiro 
aminoácido da proteína). Para que essas peças se 
encontrem de maneira ordenada, existem 
proteínas auxiliares chamadas de fatores de 
iniciação. 
3. O primeiro códon a ser traduzido é o AUG, que 
codifica a metionina, por isso, recebe o nome de 
códon de iniciação. 
4. O RNA mensageiro é lido, três bases por vez. À 
medida que cada códon é lido, um RNA 
transportador proporciona o aminoácido 
correspondente, que é adicionado a uma crescente 
cadeia de aminoácidos formada no ribossomo. 
5. O RNA ribossômico, presente nos ribossomos, 
auxilia no reconhecimento entre os códons do 
RNAm e os anticódons do RNAt. 
Depois que a tradução acaba, ocorre um 
processamento extra e o polipeptídeo é dobrado 
em uma estrutura 3D. Desse modo, nessa etapa, 
alguns aminoácidos podem ser alterados ou 
removidos da cadeia polipeptídica; além disso, 
proteínas auxiliares chamadas de chaperonas 
auxiliam o dobramento das proteínas.
A tradução é o momento crucial para a formação de 
proteínas e para o metabolismo das células. A 
partir do bloqueio dessa tradução é possível matar 
uma célula, e isso é utilizado pelo mecanismo de 
antibióticos, por exemplo, que se associam ao 
ribossomo bacteriano e paralisam a tradução. 
 
O RNAm é recebido por um sítio específico e 
“desliza” entre as subunidades maior e menor do 
ribossomo; na subunidade maior, os sítios 
relacionam-se ao RNAt, de modo que o sítio A 
recebe o RNAt e liga-o ao RNAm, o sítio P faz a 
ligação peptídica entre os aminoácidos que vão 
compondo a cadeia polipeptídica da proteína em 
formação e o sítio E libera o RNAt. 
[animação em vídeo – transcrição e tradução – ativar 
legendas em português] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://youtu.be/oxBPO_xTFD4
https://youtu.be/oxBPO_xTFD4